块修正插值技术在超声波温度场测量中的应用.pdf

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1、1469传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第4期～应～，＼)用技～术～块修正插值技术在超声波温度场测量中的应用张华宇，谢凤芹，李强(1．山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590；2．兖矿集团股份有限公司济三煤矿，山东济宁273500)摘要：如何利用简单的测量系统实现精确的温度场测量，并快速而准确地重建温度场，重建算法的研究很重要。为了实现少量的声波渡越时间(ToF)较高精度的重建温度场，提出了一种新型的基于块修正插值技术的空气温度

2、场重建算法，在被测温度场周围布置8只收发一体的超声波传感器，并将被测温度场划分为100个小区间，利用该新方法对实验室内的单热源空气温度场进行重建，重建结果与被测量的空气温度场符合。关键词：块修正插值；温度场；渡越时间；重建中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)04--0146-03ApplicationoftheblockcorrectioninterpolationtechnologyinultrasonicwavetemperaturefieldmeasurementZ

3、HANGHua—yu，XIEFeng—qin，LIQiang(1．ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China；2．YanzhouMiningGroup，Jining273500，China)Abstract：Researchonhowtouseasimplemeasurementsystemforaccuratetemperaturemeasurement，andfastandaccuratereconstructionoftemper

4、aturefield，thereconstructionalgorithmisveryimportant．Inordertoachieveasmallsonictransittimetimeofflight(ToF)andhighprecisiontemperaturefield，anewalgorithmforreconstructionofairtemperaturebasedonblockcorrectioninterpolationtechnologyisproposed．Aroundthemeasure

5、dtemperaturefield8transceiverultrasonicsensorsareevenlylayout．Themeasuredtemperaturefieldisdividedinto100smallintervals，usingthenewapproach，asingleheatsourceofthelaboratoryairtemperaturefieldisreconstructed，andreconstructionresultsarecoincidencewiththemeasure

6、dairtemperaturefield．Keywords：blockcorectioninterpolation；temperaturefield；timeofflight(ToF)；reconstruction0引言建立速度场的基础上，对温度场进行重建，并利用块修正技与常规的温度测量方法相比，超声测温技术具有测量术对重建结果进行修正。温度原理简单、非接触、测温范围宽(0～1900℃)、可在线1超声波测温原理测量等优点，现已广泛应用于火箭、熔融液、汽缸气体燃烧、超声波测温方法的基本原理是基于声波在气体介质中的传

7、播速度是该气体组成成分和绝对温度的函数J。在核反应堆等处的测温⋯。目前，大多数超声测温是基于对理想气体下，声波的传播可以看成快速绝热过程]，从而反射超声进行分析或者是对超声路径上的平均温度进行测可得到其关系表达式为量。然而，在实际温度测量过程中，燃烧过程具有瞬态。=Rr，／，(1)变化、随机湍流、环境恶劣等特点，如何获得实际燃烧过程式中为声波的传播速度，m／s；为气体绝热指数(等于的热物理量场参数是燃烧调整的可靠依据，其中温度场的测量更加困难。因此，寻找一种简单、快捷的方法进行温度定压比热容与定容比热容之比)；对

8、于单原子气体=1．67，场的测量显得尤为重要。本文利用声波在媒质中的传播速对于双原子气体=1．40；三原子气体=l_33。R为摩尔度的相关性为基础，通过检测声速确定声波在其中传播的气体常数，R=8．314J／(tool·K)；M为气体相对分子质量，气体温度，建立了声波在给定温度场中传播路径的模型，在kg／mol；T为气体热力学温度，K。收稿日期：2012-03-01基金项